【正文】 應遵循下面幾個原則。 分析故障原因時應注意： ① 思路 一定要 開闊，無論是數控系統、強電部分、還是機、液、氣等，只要將有可能引起故障的原因以及每一種可能解決的 方法全部列出來，進行綜合、判斷和篩選； ② 在對故障進行深入分析的基礎上，預測故障原因并擬定檢查的內容、步驟和方法 ，制定故障排除方案 。 在充分調查現場掌握第一手材料的基礎上，把故障問題正確地列出來。 當數控機床發(fā)生故障時，維護維修人員進行故障的確認是很有必要的，特別是操作使用人員不熟悉機床的情況下，尤其重要。又如操作人員不按時按量給機床機械傳動系統加注潤滑油，易造成傳動噪聲或導軌摩擦系數過大，而使工作臺進給超載。數控機床所發(fā)生的極大多數故障均屬此類故障，但應區(qū)別有些故障并非機床本身而是外部原因所造成的。具體做法是：在手搖脈沖進給方式中，可均勻地旋轉手搖脈沖發(fā)生器，同時分別觀察比較 CRT顯示器上 Y軸、 Z 軸與 X 軸進給數字的變化速率。還有在運行機床某軸時發(fā)生異常聲響，一般也 無報警顯示等。通常， PLC報警發(fā)生的可能性要比 NC報警高得多。由于數控系統具有自診斷功能，一旦檢測到故障，即按故障的級別進行處理，同時在 CRT上以報警號形式顯示該故障信息。在數控系統中有許多用以指示故障部位的警示燈，如控制操作面板、位置控制印制線路板、伺服控制單元、主軸單元、電源單元等部位以及光電閱讀機、穿孔機等外設裝置上常設有這類警示燈。另外，工作環(huán)境溫度過高或過低、濕度過大、電源波動與機械振動、有害粉塵與氣體污染等原因均可引發(fā)此類偶然性故障。有的文獻上稱此為“軟故障”。這一類故障現象極為常見。常見的軟件故障有：加工程序出錯，系統程序和參數的改變或丟失、計算機的運算出錯等。另外，液壓、潤滑與氣動系統的故障主要是管路阻塞或密封不良，引起泄漏，造成系統無法正常工作。常見的主機故障有：因機械安裝、調試及操作使用不當等原因引起的機械傳動故障與導軌副摩擦過大故障。 數控系統備件的配制要根據實際情況，通常一些易損的電氣元器件如各種規(guī) 格的熔斷器、保險絲、開關、電刷，還有易出故障的大功率模塊和印刷電路板等，均是應當配備的 。 （ 8） 化學用品 松香、純酒精、清潔觸點用噴劑、潤滑油等。旋具宜采用樹脂或塑料手柄為宜。 2. 常用 維修用器具 中國最大的管理資源中心 第 10 頁 共 32 頁 （ 1） 電烙鐵 最常用的焊接工具，一般應采用 30W 左右的尖頭、帶接地保護線的內熱式電烙鐵，最好使用恒溫式電烙鐵。有些帶圖形 功能的編輯器還可顯示 PLC 梯形圖。如： SIEMENS 的 PG7 PG750、 PG865,OMRON 的 GPC01～ GPC0PRO13～ PRO27 等。根據測量值可以調整數控系統的電子齒輪比、反向間隙等主要參數，以 恢復機床精度。 （ 3） 數字轉速表 轉速表用于測量與調整主軸的轉速，以及調整系統及驅動器的參數，可以使編程的理想主軸轉速理與實際主軸轉速相符，它是主軸維修與調整的測量工具之一。數控機床是精密設備，不同的故障，所需要的維修工具亦不盡相同。維修人員應熟悉各種常用的元器件， 一旦需要，能夠較快地查閱有關元器件的功能、參數及使用型號，能對一些專用器件生產廠家及訂貨編號。這些功能部件，其生產廠家一般都提供較完整的使用說明書，機床生產廠家應將其提供給用戶，以便功能部件發(fā)生故障時進行維修的參考。如果完整的話，一般包括如下資料： ① PLC裝置及其編程器的連接、編程、操作方面的技術說明書 ； ② PLC用戶程序清單或梯形圖 ； ③ I/O地址及意義清單 ； ④ 報警文本以及 PLC的外部連接圖。能熟練地通過報警信息確定故障范圍，對系統供維修的檢測點進行測試，充分利用隨機的系統診斷功能。對于重大的數控機床故障維修，應具備以下技術資料： (1) 數控機床使用說明書 它是由機床廠家編制并隨機床提供的資料。做到如下幾點： ①動手前應仔細思考、觀察，找準切入點；②動手過程要做好記錄，尤其是對于電器元件的安裝位置、導線號、機床參數、調整值等都必須做好明顯的標記，以便恢復；③維修完成后，應作好“收尾”工作，如：將機床、系統的罩殼、緊固件安裝到位；將電線、電纜整理整齊等。此外，為了判斷故障原因，維修過程可能還需要編制相應的加工程序，對機床進行必要的運行試驗與工件的試切削。而每臺數控機床，其內部各部分之間的聯系緊密，故障涉及面很廣，而且有些現象不一定反映出了故障產生的原因，作為維修人員，一定要透過故障的表象，通過分析故障產生的過程，針對 各種可能產生的原因，仔細思考分析，迅速找出發(fā)生故障的根本原因并予以排除。 (4) 善于學習，勤于學習，善于思考。 (3) 具有一定的外語基礎和專業(yè)外語基礎。主要有如下方面：① 掌握或了解計算機原理、電子技術、電工原理、自動控制與電動機拖動、檢測技術、機械傳動及機加工工藝方面的基礎知識 ②既要懂電、又要懂機。 應有高度的責任心和良好的職業(yè)道德。因此，聯動軸的數量是衡量數控機床性能的重要技術指標。這樣就實現了數控機床控制刀具移動軌跡的根本目的。 ③ 數控裝置根據擬合折線的軌跡，給相應的坐標軸連續(xù)不斷地分配進給脈沖，并通過伺服驅動使機床坐標軸按分配的脈沖運動。 2. 數控加工的原理 在傳統的金屬切削機床上，加工零件時需要操作者根據圖樣的要求，通過不斷改變刀具的運動軌跡和運動速度等參數，使刀具對工件進行切削加工，最終加工出合格零件。它通常由 PLC 和強電控制回路構成， PLC 在結構上可以與 CNC 一體化（內置式 PLC），也可以相對獨立（外置式 PLC）。 由于先進的伺服都采用了數字式伺服驅動技術（稱為數字伺服），伺服驅動和數控裝置間一般都采用總線進行連接；反饋信號在大多數場合都是與伺服驅動進行連接，并通過總線傳送到數控裝置。目前數控系統大部分采用計算機數控（即 CNC），圖中的輸入 /輸出裝置、數控裝置、伺服驅動和反饋裝置構成的機床數控系統，作用在上面已經敘述。 ④ 在運動過程中，數控系統需要隨時檢測機床的坐標軸位置、行程開關的狀態(tài)等，并與程序的要求相比較，以決定下一步動作，直到加工出合格的零件。為了了解數控機床的基本組成，首先需要分析數控機床加工零件的工作過程。 PLC 具有響應快、性能可靠、使用方便、編程和調試容易等特點，并可直接驅動部分機床電器，因此，被廣泛用來作為數控設備的輔助控制裝置。在早期的數控系統上，位置控制部分一般與 CNC 制成一體，伺服驅動只進行速度控制，因此，伺服驅動又常稱為速度控制單元。簡言之，它是一種能夠自動跟隨目標位置等物理量的控制裝置。由于現代數控都采用了計算機控制，因此，可以認為 NC 和 CNC 的含義完全等同。 總之，數控系統的組成決定于控制系統的性能和設備的具體控制要求，其配置和組成具有很大的區(qū)別，除加工程序的輸入 /輸出裝置、數控裝置、伺服驅動這三個最基本的組成部分外，還可 中國最大的管理資源中心 第 3 頁 共 32 頁 能有更多的控制裝置。 以上是數控系統最基本的組成部分。 （ 3） 伺服驅動 伺服驅動通常由伺服放大器（亦稱驅動器、伺服單元）和執(zhí)行機構等部分組成。它經插補運算后生成，提供給伺服驅動，經驅動器放大，最終控制坐標軸的位移。 （ 2） 數控裝置 數控裝置是數控系統的核心。 （ 1） 輸入 /輸出裝置 輸入 /輸出裝置的作用是進行數控加工或運動控制程序、加工與控制數據、機床參數以及坐標軸位置、檢測開關的狀態(tài)等數據的輸入、輸出。計算機是集成的工具，計算機輔助的自動化單元技術是集成的基礎，信息和數據的交換及共享是集成的橋梁，最終形成的產品，可以看成是信息和數據的物質體現。 隨著科技發(fā)展，為了適應市場需求多變的形勢，對現代制造業(yè)來說，不僅需要發(fā)展車間制造過程的自動化，而且要實現從市場預測、生產決策、產品設計、產品制造直到 中國最大的管理資源中心 第 2 頁 共 32 頁 產品銷售的全面自動化。 FMC不僅是現了工序的集中和工藝的復合，而且通過工作臺（托盤）的自動交換和較完善的自動監(jiān)測、監(jiān)控功能，可以進行一定時間的無人化加工，從而進一步提高了設備的加工效率。 帶有自動換刀裝置 ATC（ Automatic Tool Changer— ATC）的數控機床（帶有回轉刀架的數控車床除外）稱為加工中心（ Machine Center— MC）。 采用數控技術進行控制的機床，稱為數控機床（ NC機床）。 中國最大的管理資源中心 第 1 頁 共 32 頁 第 1 章 數控機床的維修維護基礎 數控機床基本概念 數控技術與數控機床 數控技術，簡稱數控（ Numerical Control— NC），是利用數字化信息對機械運動及加工過程進行控制的一種方法。用來實現數字化信息控制的硬件和軟件的整體成為數控系統（ Numerical Control System），數控系統的核心是數控裝置（ Numerical Controller）。 數控機床種類繁多，有鉆銑鏜床類、車削類、磨削類、電加工類、鍛壓類、激光加工類和其他特殊用途的專用數控機床等等，凡是采用了數控技術進行控制的機床統稱為NC機床。 在加工中心的基礎上，通過增加多工作臺（托盤）自動交換裝置（ Auto Pallet Changer— APC）以及其他 相關裝置，組成的加工單元稱為柔性加工單元（ Flexible Manufacturing Cell— FMC）。 FMS不僅可以進行長時間的無人化加工，而且可以實現多品種零件的全部加工和部件裝配，實現了車間制造過程的自動化，它是一種高度自動化的先進制造系統。在 CIMS中，不僅是生產設備的集成，更主要的是以信息為特征的技術集成和功能集成。因此，作為數控系統的最基本組成應包括：程序的輸入 /輸出裝置、數控裝置、伺服驅動這三部分。作為外圍設備，計算機是目前常用的輸入 /輸出裝置之一。 在這些控制信息和指令中，最基本的是坐標軸的進給速度、進給方向和進給位移量指令。在數控系統中，它們是通過接口，以信號的形式提供給外部輔助控制裝置，由輔助控制裝置對以上信號進行必要的編譯和邏輯運算，放大后驅動相應的執(zhí)行器件，帶動機床機械部件、液壓氣動等輔助裝置完成指令規(guī)定的動作。伺服放大器的形式決定于執(zhí)行器件，它必須與驅動電動機配套使用。對于先進的數控系統，有時甚至采用計算機作為系統的人機界面和數據的管理、輸入 /輸出設備，從而使數控系統的功能更強、性能更完善。 （ 1） NC（ CNC） NC 與 CNC 分別是數控（ Numerical Control）與計算機數控（ Computerized Numerical Control）的常用英文縮寫。按日本 JIS 標準規(guī)定的術語，它是“以物體的位置、方向、狀態(tài)作為控制量，追蹤目標值的任意變化的控制機構”。 伺服驅動不 僅可以和數控裝置配套使用，而且還可以單獨作為一個位置（速度） 隨同系統 使用，故也常稱為伺服系統。因此，在數控機床上， PC、 PLC、 PMC 具有完全相同的含義。 數控機床的組成與加工原理 1. 數控機床的基本組成 數控機床是最典型的數控設備。 ③ 數控裝置對輸入的程序（代碼）進行譯碼、運算處理，并向各坐標軸的伺服驅動裝置和輔助機能控制裝 置發(fā)出相應的控制信號，以控制機床的各部件的運動。 圖 1— 1 中的虛線框部分統稱為數控系統，實現對機床主機的 加工控制。檢測裝置的安裝、檢測信號反饋的位置，決定于數控系統的結構形式，伺服內裝式脈沖編碼器、測速機以及直線光柵等都是較常用的檢測部件。其主 要作用是接受數控裝置輸出的主軸轉速、轉向和啟停指令；刀具選擇交換；冷卻、潤滑裝置的啟停指令；工件和機床部件的松開、夾緊工作臺轉位等輔助指令信號，以及機床上檢測開關的狀態(tài)等信號，經必要的編譯、邏輯判斷、功率放大后直接驅動相應的執(zhí)行元件，帶動機床機械部件、液壓氣動等輔助裝置完成指令規(guī)定的動作。機床機械部件包括床身、箱體、立柱、導軌、工作臺、主軸、進給機構、刀具交換機構等。